Профессия нанотехнолог: как робот может найти вирус?

Знаешь, кто такой нанотехнолог? Это специалист, который работает с мельчайшими элементами материи при помощи микроскопа. Нанотехнологи могут создавать крохотные электронные схемы или роботов, которые защищают людей от вирусов. Об этих малышах-спасателях мы сегодня и поговорим.

Если ты тоже увлечён медициной и технологиями, то предлагаем поближе познакомиться с профессией нанотехнолога. В статье расскажем про самые интересные разработки, которые уже показали себя на практике. Будет полезно почитать, если мечтаешь помогать людям.

Роботы повсюду

Роботы сейчас везде! Роботы-пылесосы моют пол, роботы-поводыри помогают слепым, робот-бармен может сварить тебе отличный кофе или смешать молочный коктейль!

Робот Промобот, созданный резидентом Сколково, может вообще всё вышеперечисленное и многое другое: водить экскурсии, быть администратором, консьержем или хостесс. Разумеется, роботы вовсю используются и в медицине – помогают обследовать пациентов или даже проводить операции. 

Робот отправляется на поиски вируса!

А ещё роботы помогают в поисках вируса. Такое изобретение сделали почти твои ровесники – студенты и учёные из научного кластера петербургского ИТМО. Эти роботы очень быстрые и могут работать даже дома! Не надо ехать в больницу или лабораторию, чтобы сдать анализ. Это очень полезно, когда болеешь с температурой и не можешь встать с кровати.

Вот это да! Давай разберёмся, что это за робот. Но для начала надо понять, что такое вирус.

Вирус – это самый маленький биологический агент, способный заражать людей, животных, грибы и растения. Размер вируса – 1/1000 размера клетки человека! Его можно увидеть только в очень сильный микроскоп!

Учёные до сих пор не могут решить, живой вирус или нет. Ясно одно – все вирусы очень вредные! Внутри вируса есть «мозг», в котором заключена вся информация о нём. Этот мозг называется РНК или ДНК. Кстати, внутри каждой твоей клетки тоже есть ДНК и РНК.

ДНК расшифровывается как «дезоксирибонуклеиновая кислота». А РНК – это рибонуклеиновая кислота. Попробуй произнеси эти слова с первого раза без запинок!

Кто в клетке главный?

ДНК – это «президент» каждой клетки! Она издаёт «указы», как клетка должна выглядеть, как ей себя вести и как жить. Но ДНК совсем не похожа на человека в строгом костюме! Выглядит она как две спирали, скрученные вместе. А РНК – это «министр», она тоже издаёт приказы, но попроще. Да и вид у неё попроще – всего одна спираль.

У всех организмов ДНК или РНК разные. У вируса тоже есть свои ДНК или РНК. Вот только больше у вируса ничего нет. Он не способен долго жить и размножаться самостоятельно, поэтому находит свой «дом» внутри клетки «хозяина» – человека, растения или животного.

А так как характер у вируса непростой, он вредит своим новым «хозяевам». Так развивается болезнь. Клетки хозяина начинают плохо себя чувствовать, хуже работать и могут даже умереть! Поэтому очень важно найти вирус быстро, пока он не успел навредить! 

Зачем роботу руки?

Созданный учёными робот может распознавать ДНК или РНК вируса! Робот очень маленький, поэтому он называется «наноробот». Он состоит из белковой молекулы и четырёх «рук» .

Подкрадываясь к нужному вирусу, он прикрепляется к нему своими «руками». Эти руки очень сильные и действуют как магнит. Они начинают расплетать цепочку ДНК или РНК вируса. Это делает вирус видимым для специальных светящихся веществ. То есть вирус начинает светиться в темноте!

Сначала учёные сделали наноробота с двумя руками, но оказалось, что вирусы не только вредные, но и сильные! Двумя руками не удавалось расплести цепочку ДНК или РНК. А вот четыре – в самый раз!

Хочу наноробота!

Как это выглядит для пациентов? Можно ли завести такого простого и полезного робота у себя дома?

Наноробот с доставкой на дом

Всё очень просто. Надо заказать специальный набор, в который входят палочка для забора мазка из горла или носа, пробирка со специальным раствором и ультрафиолетовая лампа!

Перед сном пациент берёт сам у себя мазок, окунает палочку с ним в колбу с раствором, а затем наносит раствор на специальное стекло. За ночь стекло высыхает, а нанороботы раскручивают вирусы. Вирусы начинают светиться! 

Каждый вирус светится особенным образом. Сейчас создаётся специальное мобильное приложение, благодаря которому можно понять, какой именно вирус вызвал у тебя болезнь. Информацию можно сообщить своему врачу, который назначит правильное лечение. И всё это не выходя из дома!

Пока такие наборы созданы для SarsCov-2 – коронавируса. Но уже идёт работа над диагностикой других групп вирусов!

Не обязательно тест использовать дома, он пригодится и для больших лабораторий.

Чем робот лучше теста ПЦР?

Основная проблема существующих тест-систем на вирусы заключается в том, что они очень большие и требуют много разных условий для хорошей работы.

К примеру, оборудование для выполнения самого популярного на данный момент теста ПЦР стоит несколько миллионов рублей! Научиться на нём работать совсем не просто. Для этого надо получить высшее образование химика или врача лабораторной диагностики.

Реагенты – вещества, с которыми смешивается вирус, чтоб стать «видимым» – очень капризны! Для их работы нужны строго определённая температура, давление и влажность воздуха. Храниться реагенты должны в специальных лабораторных холодильниках.

Метод нанороботов гораздо проще. Набор для его проведения можно перевозить в обычной машине, а для работы достаточно комнатной температуры. И, разумеется, не обязательно становиться врачом, чтобы найти у себя в организме вирус!
 
Учёные из научного кластера ИТМО надеются уже в ближайшие несколько лет завершить разработку нанороботов для диагностики многих типов вирусов.
Это произведёт революцию в медицине и сделает поиск виновника болезни гораздо более простым, быстрым и дешёвым!
 
У тебя есть идеи, как заставить нанороботов работать ещё лучше? Тогда тебя точно ждут в ИТМО и других вузах страны!